CN108141059A - 供电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的供电系统谋求低价格化以及小型化。供电系统1具备供电机构(10)、电负载(11)、供电线(12)以及蓄电池组(13)。供电机构(10)供给直流电流。电负载(11)连接在供电机构(10)。供电线(12)连接供电机构(10)和电负载(11)。蓄电池组(13)连接在供电线(12)。蓄电池组(13)的充放电曲线具有通过供电机构(10)的额定电压的阶差。与蓄电池组(13)的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧的平均放电电压在额定电压的‑20％以上。与蓄电池组(13)的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧的平均充电电压在额定电压的+20％以下。

Description

供电系统
技术领域
本发明涉及供电系统。
背景技术
近年来，推进组合商用电力系统、风力发电、太阳能发电等供电机构以及蓄电池组并连接在电负载的供电系统的普及。在该供电系统中，蓄电池组具有储存由供电机构供给的电力的功能或使来自供电机构的供给电力稳定化的系统稳定化功能。
例如，专利文献1的在电力系统连接了蓄电池的供电系统中，通过在电力系统和蓄电池之间进行充放电，从而实现了电力的稳定供给以及停电时的备用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2014-233098号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
通常蓄电池组经过过充电状态或过放电状态而发生早期劣化。因此，理想的是在表示蓄电池的充电状态的SOC(荷电状态：充电流量相对于满充电状态的充电量的比)不会达到过充放电状态的范围(SOC使用范围)内使用蓄电设备。
在上述专利文献1记载的蓄电系统中，通过在电力系统和蓄电池组之间设置由充放电指示接收部、操作指示接收部、SOC监视部、合理值决定部、充放电控制部以及充放电起始时间决定部构成的控制装置以及开关电路，从而进行蓄电池的SOC监视和控制，将蓄电池控制在不会处于过充放电状态的同时进行对供电系统的充放电的控制。
但是,控制装置以及开关电路为高价且大型,因此对蓄电池的SOC监视以及控制必须设控制装置以及开关电路的上述专利文献1记载的供电系统存在高价且大型的问题。
本发明的主要目的在于谋求供电系统的低价格化以及小型化。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明涉及的供电系统具备供电机构、电负载、供电线以及蓄电池组。供电机构供给直流电流。电负载连接在供电机构。供电线连接供电机构和电负载。蓄电池组连接在供电线。蓄电池组的充放电曲线具有通过供电机构的额定电压的阶差。与蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧的平均放电电压在额定电压的-20％以上。与蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧的平均充电电压在额定电压的+20％以下。
在本发明的第一供电系统中，蓄电池组的充放电曲线具有通过供电机构的额定电压的阶差。因此，蓄电池组的电压在蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差中与供电机构的额定电压几乎一致。因此，在蓄电池组几乎不通电流。因此，不必为了使蓄电池组的SOC保持大致一定的状态而设置用于监视或控制蓄电池组的SOC的控制装置。因此，可实现供电系统的低价格化以及小型化。
另外，在本发明的第一供电系统中，与蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧的平均放电电压在供电机构的额定电压的-20％以上。由此，发生来自供电机构的供电量的减少以及电负载的电力消耗的增加，由供电机构供给的电力的电压低于电负载所需的电压时，进行由蓄电池组至电负载的放电。由此，可以抑制供给至电负载的电力的电压与供电机构的额定电压的-20％相比变得更低。因此，可以抑制供给至电负载的电力的电压降低引起的停电，或者电负载发生障碍。另外，不必设置监视由供电机构供给的电力的电压、或蓄电池组的电压等的监视装置。因此，可实现供电系统的低价格化以及小型化。
在本发明的第一供电系统中，与蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧的平均充电电压在供电机构的额定电压的+20％以下。由此，发生来自供电机构的供电量的增加以及电负载的电力消耗的减少，由供电机构供给的电力的电压超过电负载所需的电压时，进行由供电机构至蓄电池组的充电。由此，可以抑制供给至电负载的电力的电压超过供电机构的额定电压的+20％。因此，可以抑制供给至电负载的电力的电压处于过电压而引起的停电，或者电负载发生障碍。另外，不必设置监视由供电机构供给的电力的电压、或蓄电池组的电压等的监视装置。因此，可实现供电系统的低价格化以及小型化。
在本发明的第一供电系统中，与蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧的平均放电电压优选在额定电压的-2％以下。此时，可以减少蓄电池组的充放电频率，还可以防止蓄电池组的充放电引起的劣化，可实现供电系统的长寿命化。与蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧的平均充电电压优选在额定电压的+2％以上。此时，可以减少蓄电池组的充放电频率，还可以防止蓄电池组的充放电引起的劣化，可实现供电系统的长寿命化。
本发明涉及的第二供电系统具备供电机构、电负载、供电线以及蓄电池组。供电机构供给直流电流。电负载连接在供电机构。供电线连接供电机构和电负载。蓄电池组连接在供电线。蓄电池组的充放电曲线具有通过供电机构的额定电压的阶差。在与蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧，将蓄电池组的放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)中获得的尖峰电压在额定电压的-20％以上。在与蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧，将蓄电池组的充电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)中获得的尖峰电压在额定电压的+20％以下。
在本发明的第二供电系统中，蓄电池组的充放电曲线具有通过供电机构的额定电压的阶差。因此，蓄电池组的电压在蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差中与供电机构的额定电压几乎一致。因此，在蓄电池组几乎不通电流。因此，不必为了使蓄电池组的SOC保持大致一定的状态而设置用于监视或控制蓄电池组的SOC的控制装置。因此，可实现供电系统的低价格化以及小型化。
另外，在本发明的第二供电系统中，在与蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧，将蓄电池组的放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)中获得的尖峰电压在额定电压的-20％以上。由此，发生来自供电机构的供电量的减少以及电负载的电力消耗的增加，由供电机构供给的电力的电压低于电负载所需的电压时，进行由蓄电池组至电负载的放电。由此，可以抑制供给至电负载的电力的电压与供电机构的额定电压的-20％相比变得更低。因此，可以抑制供给至电负载的电力的电压降低引起的停电，或者电负载发生障碍。另外，不必设置监视由供电机构供给的电力的电压、或蓄电池组的电压等的监视装置。因此，可实现供电系统的低价格化以及小型化。
另外，在本发明的第二供电系统中，在与蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧，将蓄电池组的充电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)中获得的尖峰电压在额定电压的+20％以下。由此，发生来自供电机构的供电量的增加以及电负载的电力消耗的减少，由供电机构供给的电力的电压超过电负载所需的电压时，进行由供电机构至蓄电池组的充电。因此，可以抑制供给至电负载的电力的电压超过供电机构的额定电压的+20％。因此，可以抑制供给至电负载的电力的电压处于过电压而引起的停电，或者电负载发生障碍。另外，不必设置监视由供电机构供给的电力的电压、或蓄电池组的电压等的监视装置。因此，可实现供电系统的低价格化以及小型化。
在本发明的第二供电系统中，在与蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧，将蓄电池组的放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)中获得的尖峰电压优选在额定电压的-2％以下。此时，可以减少蓄电池组的充放电频率，还可以防止蓄电池组的充放电引起的劣化，可实现供电系统的长寿命化。在与蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧，将蓄电池组的充电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)中获得的尖峰电压优选在额定电压的+2％以上。此时，可以减少蓄电池组的充放电频率，还可以防止蓄电池组的充放电引起的劣化，可实现供电系统的长寿命化。
在本发明的第一以及第二供电系统中，蓄电池组可以包括锂离子蓄电池或镍氢蓄电池。
在本发明的第一以及第二供电系统中，蓄电池组可以包括锂离子蓄电池。此时，锂离子蓄电池的正极中作为正极活性物质可以包含选自Li[NixMn(2-x)]O4(0.05≦x≦0.45)、Li[CoxMn(2-x)]O4(0.1≦x≦1)、Li[FexMn(2-x)]O4(0.05≦x≦0.45)、LiFeaMnbCocNidPO4(0≦a≦1、0≦b≦1、0≦c≦1、0≦d≦1、a+b+c+d＝1)以及Li3V2(PO4)3中的至少一种。
在本发明的第一以及第二供电系统中，蓄电池组可以包括锂离子蓄电池。此时，锂离子蓄电池的正极可以包含多种正极活性物质。
在本发明的第一以及第二供电系统中，蓄电池组包含锂离子蓄电池，锂离子蓄电池的负极可包含多种负极活性物质。
在本发明的第一以及第二蓄电系统中，蓄电池组由串联连接的多个蓄电设备构成的多个蓄电池模块并联连接而成，多个蓄电池模块可包含连接段数互不相同的蓄电池模块。
在本发明的第一以及第二蓄电系统中，蓄电池组可具备具有不同种类的蓄电设备的多种蓄电池模块。此时，可以在蓄电池组的充放电曲线上设置阶差。
在本发明的第一以及第二供电系统中，蓄电池组中，在与蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧的容量和与蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧的容量之比优选在10:90～90:10的范围内。
发明效果
根据本发明，可以谋求供电系统的低价格化以及小型化。
附图说明
[图1]图1是本发明的一实施方式的供电系统的示意图的电路图。
[图2]图2是本发明的一实施方式的蓄电池组示意图的电路图。
[图3]图3是本发明的第一变形例的蓄电池组示意图的电路图。
[图4]图4是本发明的第二变形例的蓄电池组示意图的电路图。
[图5]图5是本发明的第三变形例的蓄电池组示意图的电路图。
[图6]图6是对本发明的一实施方式的蓄电池组的充放电曲线进行说明的图。
[图7]图7是对本发明的一实施方式的蓄电池组的dQ/dV曲线进行说明图。
[图8]图8是实施例1中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图9]图9是将实施例1中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图10]图10是实施例2中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图11]图11是将实施例2中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图12]图12是实施例3中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图13]图13是将实施例3中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图14]图14是实施例4中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图15]图15是将实施例4中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图16]图16是实施例5中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图17]图17是将实施例5中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图18]图18是参考例1中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图19]图19是将参考例1中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图20]图20是参考例2中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图21]图21是将参考例2中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图22]图22是实施例6中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图23]图23是将实施例6中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图24]图24是实施例7中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图25]图25是将实施例7中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图26]图26是实施例8中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图27]图27是将实施例8中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图28]图28是实施例9中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图29]图29是将实施例9中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图30]图30是实施例10中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图31]图31是将实施例10中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图32]图32是实施例11中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图33]图33是将实施例11中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图34]图34是实施例13中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图35]图35是将实施例13中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图36]图36是参考例3中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图37]图37是将参考例3中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图38]图38是参考例4中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图39]图39是将参考例4中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图40]图40是参考例5中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图41]图41是将参考例5中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图42]图42是参考例6中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图43]图43是将参考例6中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图44]图44是参考例7中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图45]图45是将参考例7中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图46]图46是实施例17中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图47]图47是将实施例17中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图48]图48是实施例18中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图49]图49是将实施例18中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图50]图50是实施例19中制得的蓄电池组13的充放电曲线。[图51]图51是将实施例19中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图52]图52是实施例20中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图53]图53是将实施例20中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图54]图54是实施例21中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图55]图55是将实施例21中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
[图56]图56是实施例56中制得的蓄电池组示意图的电路图。
[图57]图57是实施例22中制得的蓄电池组13的充放电曲线。
[图58]图58是将实施例22中制得的蓄电池组13的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
具体实施方式
以下，对实施了本发明的优选方式的一例进行说明。但是，下述实施方式仅为例示。本发明不受限于以下实施方式。另外，在实施方式等中参照的各附图中，实质上具有相同功能的构件以相同的符号进行参照。
图1是本实施方式的供电系统1的示意图的电路图。
图1所示的供电系统1具备供电机构10。供电机构10是供给直流电流的机构。供电机构10可以使用例如柴油发动机或风力发电机、原子能发电机、水力发电机、火力发电机、燃料电池、太阳能电池等各种发电机，内燃机等构成。另外，供电机构10可具有多种发电机构等。
在本实施方式中，供电机构10由发电机等构成，针对由供给交流电流的供电部10a、与供电部10a连接的具有AC-DC转换功能的电流转换部10b构成的例进行说明。也可以在具有AC-DC转换功能的电流转换部10b的后段，进一步连接具有DC-DC转换功能的电流转换部而构成供电机构。
作为供电部使用太阳能电池等产生直流电流的发电机构的情况下,可以仅由供电部构成供电机构,也可以由供电部以及与其连接的具有DC-DC转换功能的电流转换部构成供电机构10。
供电机构不包括具有AC-DC转换功能的电流转换部、具有DC-DC转换功能的电流转换部等的情况下，本申请的供电机构的额定电压表示供电部的输出额定电压。
另外，供电机构包括具有AC-DC转换功能的电流转换部、具有DC-DC转换功能的电流转换部等的情况下，表示它们的最后段输出的额定电压。
供电机构10连接有电负载11。电负载11是将来自供电机构10的电能转换为动能等电能以外的能量的机构。电负载11可以是例如汽车、船舶、航空器等的电动机，用于一般家庭、公共设施、民间设施等的电器(例如，空调设备、电脑、服务器等)。电负载11的主体以交流电流为驱动力的情况下，电负载11可包括具有DC-AC转换功能的电流转换部。另外，需要转换直流电压的情况下，电负载11可包括具有DC-DC转换功能的电流转换部。
供电机构10和电负载11通过供电线12电连接。在供电线12连接有蓄电池组13。在供电线12和蓄电池组13之间，根据需要可设置保险丝、FET(Field effect transistor、场效应晶体管)开关等。另外，在蓄电池组13根据需要可连接用于抑制过充电状态或过热等异常发生的控制装置。
在本发明中，“蓄电池组”包括至少一种蓄电设备。蓄电池组中，由至少一个蓄电池构成的称作“蓄电池组”。因此，锂离子蓄电池组是指由至少一个锂离子蓄电池构成的蓄电池组。铅蓄电池组是指由至少一个铅蓄电池构成的蓄电池组。镍氢蓄电池组是指由至少一个镍氢蓄电池构成的蓄电池组。
蓄电池组可以由一个蓄电池模块构成。蓄电池组可以由并联连接的多个蓄电池模块构成。蓄电池组也可以是蓄电池模块并联连接于经串联连接的多个蓄电池模块中的至少一个而构成的蓄电池组。
在本发明中，“蓄电设备”是指铅蓄电池、锂离子蓄电池、镍氢蓄电池等蓄电池，或者如锂离子电容器或双电层电容器的电容器等单元件。
在本发明中，“蓄电池模块”意味串联连接的至少一个蓄电设备。因此，蓄电池组可具有蓄电池模块。
在本发明中，蓄电池组具有多个蓄电设备时，所述多个蓄电设备可以是同种的、也可以含有多种蓄电设备。
如图2所示，在本实施方式中，对蓄电池组13由一个蓄电池模块13b构成，并且所述蓄电池模块13b由串联连接的多个蓄电设备13a构成的例进行说明。具体地，在本实施方式中，对蓄电池组13由串联连接的4个锂离子蓄电池13a构成的例进行说明。
在本发明中，蓄电池组未必由一个蓄电池模块构成。例如，如图3以及图4所示，在蓄电池组13中，可以由多个蓄电池模块13b并联连接。例如，如图5所示，在蓄电池组13中，可以是蓄电池模块13b并联连接于串联连接的多个蓄电池模块13b的至少一个。
蓄电池组13为锂离子蓄电池组的情况下，作为锂离子蓄电池的正极所包含的正极活性物质可例举过渡金属和锂的复合氧化物、过渡金属氧化物、过渡金属硫化物等无机化合物，有机化合物等。具体地，作为优选使用的正极活性物质可例举LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4、Li(1+a)NixMnyCozO2(0≦a≦0.5、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z＝1)、Li[NixMn(2-x)]O4(0≦x≦0.5)、Li[CoxMn(2-x)]O4(0≦x≦1)、Li[FexMn(2-x)]O4(0≦x≦1)、LiNiVO4、LiFePO4、LiMnPO4、LiCoPO4、LiNiPO4、
LiFeaMnbCocNidPO4(0≦a≦1、0≦b≦1、0≦c≦1、0≦d≦1、a+b+c+d＝1)、Li3V2(PO4)3、LiVOPO4等过渡金属和锂的复合氧化物；MnO2、MnO、V2O5等过渡金属氧化物；FeS、TiS等过渡金属硫化物；醌化合物、二硫化合物、哒嗪化合物、轴烯化合物、红氨酸化合物、有机自由基化合物等有机化合物等。作为正极活性物质也可以使用将上述无机化合物的过渡金属元素置换成异种元素的化合物。这些正极活性物质可以单独使用1种或可以同时使用2种以上的正极活性物质。
锂离子蓄电池的负极所含的负极活性物质可例举过渡金属和锂的复合氧化物、金属氧化物、合金类材料、过渡金属硫化物等无机化合物，碳材料，有机化合物，锂金属等。具体可例举LiMn2O4、Li4Ti5O12、Li2Ti3O7、LiMg1/2Ti3/2O4、LiCo1/2Ti3/2O4、LiZn1/2Ti3/2O4、LiFeTiO4、LiCrTiO4、Li2SrTi6O14、Li2BaTi6O14等过渡金属和锂的复合氧化物；TiO2、WO3、MoO2、MnO2、V2O5、SiO2、SiO、SnO2等金属氧化物；Si、Sn等合金类材料；FeS、TiS等过渡金属硫化物；石墨、难石墨化碳、易石墨化碳等碳材料；醌化合物、二硫化合物、哒嗪化合物、轴烯化合物、红氨酸化合物、有机自由基化合物等有机化合物。无机化合物可以使用将上述化合物的过渡金属元素置换成异种元素的化合物。这些负极活性物质可以单独使用1种或可以同时使用2种以上的负极活性物质。另外，负极活性物质可以使用对上述负极活性物质进行了锂离子的预掺杂处理的物质。
图6是对本实施方式的蓄电池组的充放电曲线进行说明的图。详细地，示于图6的蓄电池组13的充放电曲线是在25℃±5℃的气氛下，以0.2C的电流值在放电终止电压至充电终止电压的电压范围内进行恒电流充放电时的充放电曲线。
如图6所示，供电系统1满足以下条件(a)、(b)以及(c)。在图6中，额定电压表示供电机构10的额定电压，Cha表示蓄电池组13的充电无线，Dis表示蓄电池组13的放电曲线。
(a)蓄电池组的充放电曲线具有通过供电机构10的额定电压的阶差。
(b)与蓄电池组13的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧的平均放电电压在额定电压的-20％以上。
(c)与蓄电池组13的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧的平均充电电压在额定电压的+20％以下。
图7是对本实施方式的蓄电池组13的dQ/dV曲线进行说明的图。
详细地，示于图7的蓄电池组13的dQ/dV曲线是在25℃±5℃的气氛下，以0.2C的电流值在放电终止电压至充电终止电压的电压范围内进行恒电流充放电时的充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
在低于供电机构10的额定电压的电压下存在多个蓄电池组13的dQ/dV曲线(放电曲线)的峰值时，或者在高于供电机构10的额定电压的电压下存在多个蓄电池组13的dQ/dV曲线(充电曲线)的峰值时，将各自最大峰值的电压作为尖峰电压。
如图7所示，供电系统1还满足以下条件(d)和(e)。
(d)在与蓄电池组13的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧，将蓄电池组13的放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)中获得的尖峰电压在额定电压的-20％以上。
(e)在与蓄电池组13的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧，将蓄电池组13的充电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)中获得的尖峰电压在额定电压的+20％以下。
在本发明中，“充放电曲线的阶差”是指蓄电池的SOC在5％以上且95％以下的范围内电压变化大的范围，具体地，相对于SOC在5％以上且95％以下的范围内的SOC变化量(ΔSOC)的充电曲线或放电曲线的至少一方的电压的变化量(ΔV)的比ΔV/ΔSOC的绝对值达到(0.008×额定电压)V/％以上的范围。在这里，额定电压是供电机构10的额定电压的值(单位：V)。
“阶差的起始点”意味着1个阶差范围内的放电曲线的最小电压及该电压下的SOC。
“与阶差的起始点相比低SOC侧的平均放电电压”是指SOC从0％至阶差的起始点的SOC为止的范围内的放电曲线的电压算术平均值。
“阶差的终点”意味着在1个阶差范围内的充电曲线的最大电压及该电压下的SOC。
“与阶差的终点相比高SOC侧的平均充电电压”是指从阶差终点的SOC至SOC100％的范围内的充电曲线的电压的算术平均值。
本实施方式的供电系统1满足所有条件(a)、(b)、(c)、(d)以及(e)，但本发明可以不受限于这些。本发明的蓄电系统可以只满足条件(a)、(b)以及(c)。另外，本发明的蓄电系统可以只满足条件(a)、(d)以及(e)。
本实施方式的供电系统1满足条件(a)。因此，蓄电池组13的电压在蓄电池组13的充放电曲线所具有的阶差中与供电机构的额定电压几乎一致。因此，在蓄电池组13几乎不通电流。因此，不必为了使蓄电池组13的SOC保持大致一定的状态而设置用于监视或控制蓄电池组13的SOC的控制装置。另外，可以减少蓄电池组13所需的容量。由此，可实现供电系统1的低价格化以及小型化。进一步，可以减少蓄电池组13的充放电频率。为此，可以抑制由充放电循环的实施引起的蓄电池组13的劣化、或者伴随充放电的发热引起的劣化。其结果是可以降低蓄电池组13的更换费或维护费，因此可以降低供电系统1的运行成本。
在这里，蓄电系统1满足条件(b)和条件(d)的至少一方。由此，发生来自供电机构10的供电量的减少以及电负载11的电力消耗的增加，由供电机构10供给的电力的电压低于电负载11所需的电压时，进行由蓄电池组13至电负载11的放电。另外，例如，来自供电机构10的供电停止的情况下也进行由蓄电池组13至电负载11的放电。由此，可以抑制供给至电负载11的电力的电压与供电机构10的额定电压的-20％相比变得更低。因此，可以抑制供给至电负载11的电力的电压降低引起的停电，或者电负载11发生障碍。另外，不必设置监视由供电机构10供给的电力的电压、或蓄电池组13的电压等的监视装置。由此，可实现供电系统1的低价格化以及小型化。基于该观点，供电系统1优选满足下述条件(b1)以及(d1)的至少一方。
(b1)与蓄电池组13的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧的平均放电电压在额定电压的-15％以上。
(d1)在与蓄电池组13的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧，将蓄电池组13的放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)中获得的尖峰电压在额定电压的-15％以上。
如上所述，从蓄电池组13放电至电负载11后，来自供电机构10的电力供给的减少、或电负载11的电力消耗的增加消失了的情况下，由于供电系统1满足条件(a)，因此蓄电池组13的电压与蓄电池组13的充放电曲线所具有的阶差中供电机构10的额定电压几乎一致。为此，蓄电池组13通过来自供电机构10的电力自动被充电。因此，不必在蓄电池组13设置特殊的控制装置。由此，可实现供电系统1的低价格化以及小型化。
进一步，供电系统1满足条件(c)和条件(e)的至少一方。由此，发生来自供电机构10的供电量的增加以及电负载11的电力消耗的减少，由供电机构10供给的电力的电压高于电负载11所需的电压时，进行由电负载11至蓄电池组13的充电。另外，例如，电负载11具有发动机，由该发动机产生再生能量的情况下，也是从电负载11至蓄电池组13充电。由此，可以抑制供给至电负载11的电力的电压与供电机构10的额定电压的+20％相比变得更高。因此，可以抑制供给至电负载11的电力的电压处于过电压而引起的停电，或者电负载发生障碍。另外，不必设置监视由供电机构10供给的电力的电压、或蓄电池组13的电压等的监视装置。由此，可实现供电系统1的低价格化以及小型化。基于该观点，供电系统1优选满足下述条件(c1)以及(e1)的至少一方。
(c1)与蓄电池组13的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧的平均充电电压在额定电压的+15％以下。
(e1)在与蓄电池组13的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧，将蓄电池组13的充电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)中获得的尖峰电压在额定电压的+15％以上。
如上所述，由供电机构10充电至蓄电池组13后，来自供电机构10的电力供给量的增加、或电负载11的电力消耗的减少消失了的情况下，由于供电系统1满足条件(a)，因此蓄电池组13的电压与蓄电池组13的充放电曲线所具有的阶差中供电机构10的额定电压几乎一致。为此，蓄电池组13自动放电，对电负载11供给电力。因此，不必在蓄电池组13设置特殊的控制装置。由此，可实现供电系统1的低价格化以及小型化。
在供电系统1中，与蓄电池组13的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧的平均放电电压优选在额定电压的-2％以下。此时，可以减少蓄电池组13的充放电频率，还可以防止蓄电池组13的充放电引起的劣化，可实现供电系统1的长寿命化。基于同样的观点，在供电系统1中，在与蓄电池组13的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧，将蓄电池组13的放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)中获得的尖峰电压优选在额定电压的-2％以下。
另外，在供电系统1中，与蓄电池组13的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧的平均充电电压优选在额定电压的+2％以上。此时，可以减少蓄电池组13的充放电频率，还可以防止蓄电池组13的充放电引起的劣化，可实现供电系统1的长寿命化。基于同样的观点，在供电系统1中，在与蓄电池组13的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧，将蓄电池组13的充电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)中获得的尖峰电压优选在额定电压的+2％以上。
作为蓄电系统1能够满足条件(a)、(b)、(c)、(d)以及(e)的方法可以考虑以下方法。
(方法1)
将蓄电池组13作为具有锂离子蓄电池的锂离子蓄电池组，锂离子蓄电池的正极使用作为正极活性物质能够使锂离子蓄电池的充放电曲线具有阶差的正极活性物质。或者，锂离子蓄电池的负极使用作为负极活性物质使锂离子蓄电池的充放电曲线具有阶差的负极活性物质的方法。
作为能够使锂离子蓄电池的充放电曲线具有阶差的正极活性物质的具体例，可例举例如Li[NixMn(2-x)]O4(0.05≦x≦0.45)、Li[CoxMn(2-x)]O4(0.1≦x≦1)、Li[FexMn(2-x)]O4(0.05≦x≦0.45)、LiFeaMnbCocNidPO4(0≦a≦1、0≦b≦1、0≦c≦1、0≦d≦1、a+b+c+d＝1)、Li3V2(PO4)3等。可以仅使用这些正极活性物质的1种，也可以混合使用多种。
(方法2)将蓄电池组13作为具有锂离子蓄电池的锂离子蓄电池组，使锂离子蓄电池的正极包含多种正极活性物质。
例如，可以考虑使锂离子蓄电池的正极包含以下正极活性物质。
1)LiFePO4以及LiCoO2
2)LiFePO4以及LiMn2O4
3)LiFePO4以及Li(1+a)NixMnyCozO2(0≦a≦0.5、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z＝1)
4)LiFePO4以及Li[NixMn(2-x)]O4(0≦x≦0.5)
5)LiFePO4以及LiMnPO4
6)LiFePO4以及LiCoPO4
7)LiMn2O4以及Li[NixMn(2-x)]O4(0≦x≦0.5)
8)LiMn2O4以及LiCoPO4
(方法3)
将蓄电池组13作为具有锂离子蓄电池的锂离子蓄电池组，使锂离子蓄电池的负极包含多种负极活性物质。
例如，可以考虑使锂离子蓄电池的负极包含以下负极活性物质。
1)石墨以及Li4Ti5O12
2)石墨以及SiO
3)石墨以及SnO2
4)石墨以及Si
5)石墨以及Sn
6)难石墨化碳以及Li4Ti5O12
7)难石墨化碳以及SiO
8)难石墨化碳以及SnO2
9)难石墨化碳以及Si
10)难石墨化碳以及Sn
11)Li4Ti5O12以及SiO
12)Li4Ti5O12以及SnO2
13)Li4Ti5O12以及Si
14)Li4Ti5O12以及Sn
(方法4)
使蓄电池组13由并联连接的连接段数不同的蓄电池模块构成的方法，该蓄电池模块由相同种类的多个蓄电设备构成。
(方法5)
使蓄电池组13由具有不同种类的蓄电设备的多种蓄电池模块构成的方法。
例如，可以考虑使蓄电池组13如下述1)～8)所示包含正极活性物质不同的锂离子蓄电池。
1)作为正极活性物质包含LiFePO4的锂离子蓄电池、以及作为正极活性物质包含LiCoO2的锂离子蓄电池。
2)作为正极活性物质包含LiFePO4的锂离子蓄电池、以及作为正极活性物质包含LiMn2O4的锂离子蓄电池。
3)作为正极活性物质包含LiFePO4的锂离子蓄电池、以及作为正极活性物质包含Li(1+a)NixMnyCozO2(0≦a≦0.5、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z＝1)的锂离子蓄电池。
4)作为正极活性物质包含LiFePO4的锂离子蓄电池、以及作为正极活性物质包含Li[NixMn(2-x)]O4(0≦x≦0.5)的锂离子蓄电池。
5)作为正极活性物质包含LiFePO4的锂离子蓄电池、以及作为正极活性物质包含LiMnPO4的锂离子蓄电池。
6)作为正极活性物质包含LiFePO4的锂离子蓄电池、以及作为正极活性物质包含LiCoPO4的锂离子蓄电池。
7)作为正极活性物质包含LiMn2O4的锂离子蓄电池、以及作为正极活性物质包含Li[NixMn(2-x)]O4(0≦x≦0.5)的锂离子蓄电池。
8)作为正极活性物质包含LiMn2O4的锂离子蓄电池、以及作为正极活性物质包含LiCoPO4的锂离子蓄电池。
例如,可以考虑使蓄电池组13如下述9)～22)所示包含负极活性物质不同的锂离子蓄电池。
9)作为负极活性物质包含石墨的锂离子蓄电池、以及作为负极活性物质包含Li4Ti5O12的锂离子蓄电池。
10)作为负极活性物质包含石墨的锂离子蓄电池、以及作为负极活性物质包含SiO的锂离子蓄电池。
11)作为负极活性物质包含石墨的锂离子蓄电池、以及作为负极活性物质包含SnO2的锂离子蓄电池。
12)作为负极活性物质包含石墨的锂离子蓄电池、以及作为负极活性物质包含Si的锂离子蓄电池。
13)作为负极活性物质包含石墨的锂离子蓄电池、以及作为负极活性物质包含Sn的锂离子蓄电池。
14)作为负极活性物质包含难石墨化碳的锂离子蓄电池、以及作为负极活性物质包含Li4Ti5O12的锂离子蓄电池。
15)作为负极活性物质包含难石墨化碳的锂离子蓄电池、以及作为负极活性物质包含SiO的锂离子蓄电池。
16)作为负极活性物质包含难石墨化碳的锂离子蓄电池、以及作为负极活性物质包含SnO2的锂离子蓄电池。
17)作为负极活性物质包含难石墨化碳的锂离子蓄电池、以及作为负极活性物质包含Si的锂离子蓄电池。
18)作为负极活性物质包含难石墨化碳的锂离子蓄电池、以及作为负极活性物质包含Sn的锂离子蓄电池。
19)作为负极活性物质包含Li4Ti5O12的锂离子蓄电池、以及作为负极活性物质包含SiO的锂离子蓄电池。
20)作为负极活性物质包含Li4Ti5O12的锂离子蓄电池、以及作为负极活性物质包含SnO2的锂离子蓄电池。
21)作为负极活性物质包含Li4Ti5O12的锂离子蓄电池、以及作为负极活性物质包含Si的锂离子蓄电池。
22)作为负极活性物质包含Li4Ti5O12的锂离子蓄电池、以及作为负极活性物质包含Sn的锂离子蓄电池。
另外,例如蓄电池组13也可以包括选自锂离子蓄电池模块、镍氢蓄电池模块、铅蓄电池模块以及电容器的至少2种蓄电池模块。
(方法6)
蓄电池组13由并联连接的电压相互不同的多个蓄电池模块、设置于至少一个蓄电池模块的开关、以及控制开关的控制部构成的方法。方法6的情况下，通过控制开关来形成充放电曲线的阶差。
在方法6中，优选开关设置于电压相对较低的蓄电池模块。此时，可以通过在设有开关的蓄电池模块达到过充电状态之前关闭开关，由此在充放电曲线形成阶差。
另一方面，在电压相对较高的蓄电池模块设有开关的情况下，可以通过在设有开关的蓄电池模块达到过放电状态之前关闭开关，由此在充放电曲线形成阶差。
上述(方法1)～(方法6)可以适当组合实施。
在供电系统1的蓄电池组13中，在与蓄电池组13的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧的容量和与蓄电池组13的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧的容量之比优选在10:90～90:10的范围内。此时，通过蓄电池组13可以防止供给至电负载11的电力的电压降低以及过电压这两者，可实现供电系统1的进一步低价格化以及小型化。
(实施例)
(实施例1)
使用基于作为供电部10a的三相交流200V的电源、以及作为具有AC-DC转换功能的电流转换器10b的将三相交流200V的电流转换为直流48V的电流的AC-DC转换器的额定电压为48V的供电机构10，作为蓄电池组13使用如下构成的蓄电池模块，构建了上述实施方式的供电系统1。
制作串联连接11个作为正极活性物质使用Li[Ni0.25Mn1.75]O4，作为负极活性物质使用石墨，A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池而形成的蓄电池模块，将此用作蓄电池组13。
图8显示本实施例中制得的蓄电池组13的充放电曲线，图9显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
(实施例2)
正极活性物质使用Li[Ni0.05Mn1.95]O4，负极活性物质使用石墨，制作了A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池。除了将串联连接11个该锂离子蓄电池而制得的蓄电池模块用作蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
图10显示本实施例中制得的蓄电池组13的充放电曲线，图11显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
(实施例3)
正极活性物质使用Li[Ni0.15Mn1.85]O4，负极活性物质使用石墨，制作了A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池。除了将串联连接11个该锂离子蓄电池而制得的蓄电池模块用作蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
图12显示本实施例中制得的蓄电池组13的充放电曲线，图13显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
(实施例4)
正极活性物质使用Li[Ni0.35Mn1.65]O4，负极活性物质使用石墨，制作了A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池。除了将串联连接11个该锂离子蓄电池而制得的蓄电池模块用作蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
图14显示该蓄电池组13的充放电曲线，图15显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
(实施例5)
正极活性物质使用Li[Ni0.40Mn1.60]O4，负极活性物质使用石墨，制作了A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池。除了将串联连接11个该锂离子蓄电池而制得的蓄电池模块用作蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
图16显示该蓄电池组13的充放电曲线，图17显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
(参考例1)
正极活性物质使用LiMn2O4，负极活性物质使用石墨，制作了A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池。除了将串联连接12个该锂离子蓄电池而制得的蓄电池模块用作蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
图18显示该蓄电池组13的充放电曲线，图19显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
(参考例20)
正极活性物质使用Li[Ni0.50Mn1.50]O4，负极活性物质使用石墨，制作了A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池。除了将串联连接11个该锂离子蓄电池而制得的蓄电池模块用作蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
图20显示该蓄电池组13的充放电曲线，图21显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
(实施例6)
正极活性物质使用Li[Ni0.25Mn1.75]O4，负极活性物质使用硬质碳，制作了A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池。除了将串联连接12个该锂离子蓄电池而制得的蓄电池模块用作蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
图22显示该蓄电池组13的充放电曲线，图23显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
(实施例7)
正极活性物质使用Li[Ni0.25Mn1.75]O4，负极活性物质使用软质碳，制作了A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池。除了将串联连接12个该锂离子蓄电池而制得的蓄电池模块用作蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
图24显示该蓄电池组13的充放电曲线，图25显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
(实施例8)
正极活性物质使用Li[Ni0.25Mn1.75]O4，负极活性物质使用Si，制作了A/C比＝2.0且容量10Ah的锂离子蓄电池。除了将串联连接12个该锂离子蓄电池而制得的蓄电池模块用作蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
图26显示该蓄电池组13的充放电曲线，图27显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
表1显示了各个实施例以及参考例的额定电压、蓄电池组13的结构、阶差的起始点的SOC以及电压，阶差的终点的SOC以及电压、与阶差起始点相比低SOC侧的平均放电电压以及dQ/dV曲线中获得的尖峰电压、与阶差的终点相比高SOC侧的平均放电电压以及dQ/dV曲线中获得的尖峰电压、与阶差起始点相比低SOC侧的容量以及与阶差的重点侧相比高SOC侧的容量之比。
由实施例1～8的结果可知，通过使用在充放电曲线具有阶差的正极活性物质Li[NixMn(2-x)]O4(0.05≦x≦0.40)，可实现满足上述条件(a)(b)(c)以及条件(a)(d)(e)中的至少一方的蓄电池组13的设计。
在Li[NixMn(2-x)]O4(0.05≦x≦0.40)中，通过调整活性物质组成中的x值或合成条件，可以容易地调整阶差的起始点以及阶差的终点的位置，由此可以容易地调整与阶差的起始点相比低SOC侧的容量和与阶差的终点相比高SOC侧的容量之比。另外，不仅是x值或合成条件，还可通过添加异种元素(例如Li、Ti、Al、Mg、B、Cr、Co等)或以异种元素置换Ni或Mn，由此调整阶差的起始点以及阶差的终点位置。
(实施例9)
正极活性物质使用以重量比60:40混合了LiMn2O4和Li[Ni0.5Mn1.5]O4(LiMn2O4:Li[Ni0.5Mn1.5]O4)而得的物质，负极活性物质使用石墨，制作了A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池。除了将串联连接11个该锂离子蓄电池而制得的蓄电池模块用作蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
图28显示该蓄电池组13的充放电曲线，图29显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
(实施例10)
正极活性物质使用以重量比35:65(LiFePO4：LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)混合了LiFePO4和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的物质，负极活性物质使用Si，制作了A/C比＝3.0且容量10Ah的锂离子蓄电池。除了将串联连接16个该锂离子蓄电池而制得的蓄电池模块用作蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
图30显示该蓄电池组13的充放电曲线，图31显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
(实施例11)
正极活性物质使用以重量比50:50(LiFePO4:LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)混合了LiFePO4和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的物质，负极活性物质使用Li4Ti5O12，制作了A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池。除了将串联连接24个该锂离子蓄电池而制得的蓄电池模块用作蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
图32显示该蓄电池组13的充放电曲线，图33显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
由实施例9～10的结果可知，通过使用多种正极活性物质，可实现满足上述条件(a)(b)(c)以及条件(a)(d)(e)中的至少一方的蓄电池组13的设计。另外，通过变更正极活性物质的混合比，可以容易地调整充放电曲线的阶差的起始点或终点的位置。藉此，可以容易地调整与阶差的起始点相比低SOC侧的容量和与阶差的终点相比高SOC侧的容量之比。
(实施例12)
正极活性物质使用LiMn2O4，负极活性物质使用石墨，制作了A/C比＝1.2且容量6Ah的锂离子蓄电池，通过串联连接11个该锂离子蓄电池制作第一蓄电池模块。另外，正极活性物质使用Li[Ni0.5Mn1.5]O4，负极活性物质使用石墨，制作了A/C比＝1.2且容量4Ah的锂离子蓄电池，通过串联连接11个该锂离子蓄电池制作第二蓄电池模块。进一步，通过并联连接第一蓄电池模块以及第二蓄电池模块，制作了蓄电池组13。除了使用该蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
实施例12中制得的蓄电池组13的充放电曲线与实施例9中制得的蓄电池组13的充放电曲线相同。实施例12中制得的蓄电池组13的dQ/dV曲线与实施例9中制得的蓄电池组13的dQ/dV曲线相同。
(实施例13)
正极活性物质使用LiFePO4，负极活性物质使用Li4Ti5O12，制作了A/C比＝0.8且容量5Ah的锂离子蓄电池。通过串联连接24个该锂离子蓄电池，由此组装了第一蓄电池模块。另外，通过串联连接28个该锂离子蓄电池，由此组装了第二蓄电池模块。进一步，通过并联连接第一蓄电池模块以及第二蓄电池模块，制作了蓄电池组13。除了使用该蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
图34显示该蓄电池组13的充放电曲线，图35显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
由实施例13的结果可知，通过将串联连接数不同的多个蓄电池模块并联连接，可实现满足上述条件(a)(b)(c)以及条件(a)(d)(e)中的至少一方的蓄电池组13的设计。另外，改变2个蓄电池模块的容量比的情况下，可调整阶差的起始点以及阶差的终点的位置，由此可以调整与阶差的起始点相比低SOC侧的容量和与阶差的终点相比高SOC侧的容量之比。
(参考例3)
正极活性物质使用以重量比50:50(LiFePO4:Li[Ni0.50Mn1.50]O4)混合了LiFePO4和Li[Ni0.50Mn1.50]O4的物质，负极活性物质使用硬质碳，制作了A/C比＝1.5且容量10Ah的锂离子蓄电池。除了将串联连接13个该锂离子蓄电池而制得的蓄电池模块用作蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
图36显示该蓄电池组13的充放电曲线，图37显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
(参考例4)
正极活性物质使用以重量比50:50(LiFePO4:LiMn2O4)混合了LiFePO4和LiMn2O4的物质，负极活性物质使用Li4Ti5O12，制作了A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池。除了将串联连接21个该锂离子蓄电池而制得的蓄电池模块用作蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
图38显示该蓄电池组13的充放电曲线，图39显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
(参考例5)
正极活性物质使用以重量比50:50(LiFePO4:LiMn2O4)混合了LiFePO4和LiMn2O4的物质，负极活性物质使用Li4Ti5O12，制作了A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池。除了将串联连接23个该锂离子蓄电池而制得的蓄电池模块用作蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
图40显示该蓄电池组13的充放电曲线，图41显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
(参考例6)
正极活性物质使用Li[Ni0.25Mn1.75]O4，负极活性物质使用石墨，制作了A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池。除了将串联连接9个该锂离子蓄电池而制得的蓄电池模块用作蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
图42显示该蓄电池组13的充放电曲线，图43显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
(参考例7)
正极活性物质使用Li[Ni0.25Mn1.75]O4，负极活性物质使用石墨，制作了A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池。除了将串联连接13个该锂离子蓄电池而制得的蓄电池模块用作蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
图44显示该蓄电池组13的充放电曲线，图45显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
(实施例14)
正极活性物质使用Li[Ni0.25Mn1.75]O4，负极活性物质使用石墨，制作了A/C比＝1.2且容量1Ah的锂离子蓄电池。除了将串联连接11个该锂离子蓄电池而制得的蓄电池模块用作蓄电池组13之外，与实施例1同样地构建了供电系统1。
实施例14中制得的蓄电池组13的充放电曲线与实施例1中制得的蓄电池组13的充放电曲线相同。实施例14中制得的蓄电池组13的dQ/dV曲线与实施例1中制得的蓄电池组13的dQ/dV曲线相同。
(实施例15)
正极活性物质使用Li[Ni0.25Mn1.75]O4，负极活性物质使用石墨，制作了A/C比＝1.2且容量50Ah的锂离子蓄电池。通过串联连接11个该锂离子蓄电池组装了蓄电池模块，通过并联连接2个该蓄电池模块组装了蓄电池组13。除此之外，与实施例1同样地方法制作了供电系统1。
实施例15中制得的蓄电池组13的充放电曲线与实施例1中制得的蓄电池组13的充放电曲线相同。实施例15中制得的蓄电池组13的dQ/dV曲线与实施例1中制得的蓄电池组13的dQ/dV曲线相同。
(实施例16)
正极活性物质使用Li[Ni0.25Mn1.75]O4，负极活性物质使用石墨，制作了A/C比＝1.2且容量50Ah的锂离子蓄电池。通过串联连接11个该锂离子蓄电池组装了蓄电池模块，通过并联连接20个该蓄电池模块组装了蓄电池组13。除此之外，与实施例1同样地方法制作了供电系统1。
实施例16中制得的蓄电池组13的充放电曲线与实施例1中制得的蓄电池组13的充放电曲线相同。实施例16中制得的蓄电池组13的dQ/dV曲线与实施例1中制得的蓄电池组13的dQ/dV曲线相同。
(实施例17)
正极活性物质使用Li[Ni0.25Mn1.75]O4，负极活性物质使用硬质碳，制作了A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池。制作串联连接了3个该锂离子蓄电池的蓄电池模块，用作蓄电池组13。
图46显示该蓄电池组13的充放电曲线，图47显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
本实施例17中制得的蓄电池组13可适用于具有额定电压为直流12V的供电机构10的供电系统1。
(实施例18)
正极活性物质使用以重量比50:50(LiFePO4:LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)混合了LiFePO4和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的物质，负极活性物质使用Li4Ti5O12，制作了A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池。制作串联连接了7个该锂离子蓄电池的蓄电池模块，用作蓄电池组13。
图48显示该蓄电池组13的充放电曲线，图49显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
本实施例18中制得的蓄电池组13可适用于具有额定电压为直流14.4V的供电机构10的供电系统1。
(实施例19)
正极活性物质使用Li[Ni0.25Mn1.75]O4，负极活性物质使用硬质碳，制作了A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池。制作串联连接了6个该锂离子蓄电池组的蓄电池模块，用作蓄电池组13。
图50显示该蓄电池组13的充放电曲线，图51显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
本实施例19中制得的蓄电池组可适用于具有额定电压为直流24V的供电机构10的供电系统1。
(实施例20)
正极活性物质使用Li[Ni0.25Mn1.75]O4，负极活性物质使用石墨，制作了A/C比＝1.2且容量10Ah的锂离子蓄电池。制作串联连接了86个该锂离子蓄电池的蓄电池模块，用作蓄电池组13。
图52显示该蓄电池组13的充放电曲线，图53显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
实施例20中制得的蓄电池组可适用于具有额定电压为直流380V的供电机构10的供电系统1。
(实施例21)
正极活性物质使用Li[Ni0.25Mn1.75]O4，负极活性物质使用硬质碳，制作了A/C比＝1.2且容量50Ah的锂离子蓄电池。制作串联连接了345个该锂离子蓄电池的蓄电池模块，用作蓄电池组13。
图54显示该蓄电池组13的充放电曲线，图55显示将其充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)。
实施例21中制得的蓄电池组可适用于具有额定电压为直流1500V的供电机构10的供电系统1。
(实施例22)
如图56所示，将容量为5Ah的镍氢蓄电池用作蓄电设备13a，通过串联连接8个该镍氢蓄电池，从而制作了第一蓄电池模块13b1。另外，通过串联连接10个该镍氢蓄电池，从而制作了第二蓄电池模块13b2。进一步，并联连接第一蓄电池模块13b1和第二蓄电池模块13b2，并且在第一蓄电池模块13b1侧设置开关14，从而制作了蓄电池组13。开关14为第一蓄电池模块13b1的电压在12.0V以下时显示开启，超过12.0V时显示关闭状态的开关。
将该蓄电池组13的充放电曲线示于图57，将该充放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)示于图58。
实施例22中制得的蓄电池组适用于具有额定电压为直流12V的供电机构10的供电系统1。
由实施例22的结果可知，通过在蓄电池组13设置规定电压下开启/关闭的开关14，从而可以形成充放电曲线的阶差。另外，通过设置开关，可以防止充放电电压低侧的蓄电池模块形成过充电状态或充放电电压高侧的蓄电池模块形成过放电状态。为此，蓄电池组13可以使用镍氢蓄电池或耐过充性低的锂离子蓄电池。因此，可以通过蓄电池组13防止第一蓄电池组11的电压进入至过充电区域或过放电区域。
[表1]
符号说明
1 供电系统
10 供电机构
10a 供电部
10b 电流转换部
11 电负载
12 供电线
13 蓄电池组
13a 蓄电设备
13b 蓄电池模块
13b1 第一蓄电池模块
13b2 第二蓄电池模块
14 开关

Claims (11)

1.供电系统，其特征在于，具备供给直流电流的供电机构、与所述供电机构连接的电负载、连接所述供电机构以及所述电负载的供电线、以及与所述供电线连接的蓄电池组，
所述蓄电池组的充放电曲线具有通过所述供电机构的额定电压的阶差，
与所述蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧的平均放电电压在所述额定电压的-20％以上，
与所述蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧的平均放电电压在所述额定电压的+20％以下。
2.如权利要求1所述的供电系统，其特征在于，与所述蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧的平均放电电压在所述额定电压的-2％以下，
与所述蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧的平均充电电压在所述额定电压的+2％以上。
3.供电系统，其特征在于，具备供给直流电流的供电机构、与所述供电机构连接的电负载、连接所述供电机构以及所述电负载的供电线、以及与所述供电线连接的蓄电池组，
所述蓄电池组的充放电曲线具有通过所述供电机构的额定电压的阶差，
在与所述蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧，将所述蓄电池组的放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)中获得的尖峰电压在所述额定电压的-20％以上，
在与所述蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧，将所述蓄电池组的充电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)中获得的尖峰电压在所述额定电压的+20％以下。
4.如权利要求3所述的供电系统，其特征在于，
在与所述蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧，将所述蓄电池组的放电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)中获得的尖峰电压在所述额定电压的-2％以下，
在与所述蓄电池组的充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧，将所述蓄电池组的充电曲线以电压微分的曲线(dQ/dV曲线)中获得的尖峰电压在所述额定电压的+2％以上。
5.如权利要求1～4中任一项所述的供电系统，其特征在于，所述蓄电池组包括锂离子蓄电池或镍氢蓄电池。
6.如权利要求5所述的供电系统，其特征在于，所述蓄电池组包括锂离子蓄电池，
所述锂离子蓄电池的正极中作为正极活性物质包含选自Li[NixMn(2-x)]O4(0.05≦x≦0.45)、Li[CoxMn(2-x)]O4(0.1≦x≦1)、Li[FexMn(2-x)]O4(0.05≦x≦0.45)、LiFeaMnbCocNidPO4(0≦a≦1、0≦b≦1、0≦c≦1、0≦d≦1、a+b+c+d＝1)以及Li3V2(PO4)3中的至少一种。
7.如权利要求5或6所述的供电系统，其特征在于，所述蓄电池组包括锂离子蓄电池，所述锂离子蓄电池的正极包含多种正极活性物质。
8.如权利要求5～7中任一项所述的供电系统，其特征在于，所述蓄电池组包括锂离子蓄电池，所述锂离子蓄电池的负极包含多种负极活性物质。
9.如权利要求1～8中任一项所述的供电系统，其特征在于，所述蓄电池组由串联连接的多个蓄电设备构成的多个蓄电池模块并联连接而成，
所述多个蓄电池模块包含连接段数互不相同的蓄电池模块。
10.如权利要求1～9中任一项所述的供电系统，其特征在于，所述蓄电池组具备具有不同种类的蓄电设备的多种蓄电池模块。
11.如权利要求1～10中任一项所述的蓄电系统，其特征在于，在所述蓄电池组中，所述蓄电池组的与充放电曲线所具有的阶差的起始点相比低SOC侧的容量和所述蓄电池组的与充放电曲线所具有的阶差的终点相比高SOC侧的容量之比在10:90～90:10的范围内。
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